一种蓄电池固化工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请设及一种蓄电池固化工艺，具体设及一种新型极群固化干燥工艺，属于铅 酸蓄电池技术领域。
【背景技术】
[0002] 卷绕式铅酸蓄电池一般分为两种，一种是用厚0.7mm的纯铅板涂膏，另一种是用厚 仅0.05mm的铅锥涂膏。运两种卷绕式铅酸蓄电池均各隔W超细玻璃纤维隔板(AGM隔板)卷 绕成圆柱状，电池槽亦为圆柱形。运种卷绕式铅酸蓄电池的特点是可W用很高的内压(300-400邸a)，同时也可采用很大的极板组装压力，因为圆电槽可W经受很大压力而不至于变 形。高开闭阀压力可W显著减少电池失水，而且由于电极很薄，内阻很小，可WW极大的功 率放电，性能超过儀儒蓄电池。
[0003]但是由于卷绕式铅酸蓄电池生产工艺的限制，只能采用极群固化，按照传统工艺 固化至少存在W下两个问题： 1、由于超细玻璃纤维隔板(AGM隔板)在高湿环境中易吸水，整只极群在该环境中不易 干透，一般极群至少干燥4她才能干透，整个固化干燥周期达到7化甚至更长。
[0004] 2、AGM隔板和极板一起在中溫高湿环境中24h，极板中的PbO会溶解进入隔板，使 AGM隔板处于碱性环境，溶解变成胶状物质，图1是AGM玻璃纤维在不同PH条件下的溶解度曲 线，据实测数据显示，PbO溶解进隔板后PH可上升到9.3W上，目前常规使用的AGM隔板均为 酸性环境设计，耐酸性能好，但却不耐碱，PH9.3W后AGM玻璃纤维大量溶解变成胶状物质， 干燥后粉化或变成一层高内阻阻挡层，不仅吸酸保酸能力降低，而且增大了电池内阻，降低 电池性能。
【发明内容】
[0005]本申请的目的在于解决上述问题，提供一种新型蓄电池固化干燥工艺，该工艺方 法可应用于带AGM隔板材料的极群和极板固化干燥，避免AGM隔板在碱性环境中溶解而失 效，大大缩短极群或极群组的固化干燥时间，应用范围广。
[0006]本申请所述的蓄电池固化工艺按下列方式进行； 第一阶段保湿:溫度控制在60~80°C，湿度控制在90%~100%RH，时间控制在0~4h; 第二阶段降湿阶段:溫度控制在60~80°C;湿度由90%~100%畑在4~化内逐渐降低到0~ 20%RH； 第S阶段干燥阶段:溫度控制60~80°C，湿度控制0~20%RH，干燥6~12h。
[0007]所述的第一阶段保湿过程中，参与固化的所述蓄电池的极板的铅膏的含水量维持 在 7%-9〇/〇。
[0008]所述的第二阶段降湿阶段结束时，参与固化的蓄电池极板中的游离铅小于或等于 3〇/〇。
[0009]所述的第=阶段干燥阶段结束时，参与固化的所述蓄电池的正极板的孔隙率维持 在53%-57%，负极板的孔隙率维持在58%-62%，铅膏的剩余水分小于或等于1%。
[0010] 所述的第=阶段干燥阶段结束时，参与固化的所述蓄电池的正极板的孔隙率维持 在55%，负极板的孔隙率维持在60%。
[0011] 作为另一种实施方式，本申请所述的蓄电池固化工艺按下列方式进行； 第一阶段辅湿阶段:溫度控制在60~80°C，湿度控制在90%~100%RH，时间控制在0~Ih; 第二阶段保湿阶段:溫度控制在60~80°C，湿度控制在80%~90%RH，时间控制在0~化； 第S阶段降湿阶段:溫度控制在60~80°C;湿度由80%~90%RH在4~化内逐渐降低到0~20%RH; 第四阶段干燥阶段:溫度控制在60~80°C，湿度控制在0~20%RH，干燥6~12h。
[0012] 与现有技术相比，本申请技术方案的有益效果是： 本申请的蓄电池固化工艺消除了固化过程中隔板在碱性环境中形成高内阻的胶状层， 不仅降低电池内阻，而且也能大大缩短固化干燥时间。
【附图说明】
[OOU]图巧AGM玻璃纤维在不同PH条件下的溶解度曲线图。
[0014] 图2为卷绕电池极群的立体图。
[0015] 图3为卷绕电池极群的剖面图。
[0016] 图中，UAGM隔板，2、正极板，3、负极板。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合附图对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实 施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域 普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保 护的范围。
[001引本实施例中卷绕式铅酸蓄电池采用AGM阀控电池，AGM阀控电池用极群组中选用的 隔板材料为超细玻璃纤维。
[0019] 如图2和3所示，AGM阀控电池卷绕电池和平板电池用正极板2、负极板3的制作工艺 和常规生产方式相同；隔板材料选用的是AGM超细玻璃纤维隔板，和常规阀控电池用隔板材 料相同。
[0020] 传统的正常固化工艺是将极群或极群组在90%~100%畑(畑指相对湿度，Relative Humidity,下同）高湿环境下保持2地化指小时，hour,下同）。固化干燥是为了硬化脱水，涂 填后的极板一方面水分过多，另一方面铅膏组织不稳定，需要经过固化干燥工艺使其硬化 脱水，在完成铅膏的硬化脱水过程的同时要实现铅膏中游离铅的氧化、铅膏与板栅的腐蚀 结合，铅膏中碱式硫酸铅的再结晶W及多孔电极的形成等一系列的物化反应的目的。因此， 极板的固化干燥是铅酸蓄电池制造过程中一道重要的工序，其工艺过程是一个复杂的物 理、化学变化过程。在运个过程中工艺条件要求极为严格，任何一个工艺参数的变化都需要 经过大量的试验进行验证，如果工艺条件不正确或者过程控制不科学都将对极板的质量产 生重大的影响，例如造成极板裂纹、脱粉、发酥等严重后果，直接影响蓄电池的容量及使用 寿命。
[0021]通过大量的试验验证，本申请提出的特殊固化工艺中，极群或极群组所处环境从 90%~100%畑在4~化内逐渐降低到20%畑，消除了固化过程中隔板在碱性环境中形成高内阻 的胶状层，不仅降低电池内阻而且也能大大缩短固化干燥时间。
[0022]方法一： 特殊固化干燥工艺按下列方式进行： 第一阶段保湿:溫度控制在60~80°C，湿度控制在90%~100%RH，时间控制在0~4h; 第二阶段降湿阶段:溫度控制在60~80°C;湿度由90%~100%畑在4~化内逐渐降低到0~ 20%RH； 第S阶段干燥阶段:溫度控制60~80°C，湿度控制0~20%RH，干燥6~12h。
[0023]用铅粉和膏涂填后的极板，在进行固化干燥前，大约含有15%左右的游离金属铅， 运部分游离态的金属铅(Pb)只有被氧化成氧化铅(PbO)后才能转化成活性物质，否则过量 的铅会导致正极板在化成过程中，由于Pb(密度11.34g/cm3)到PbS〇4(密度6.32g/cm3)再到 化化(密度9.37g/cm3)的转化过程中体积变化很大，极板内部由于体积膨胀产生的应力会导 致极板弯曲、活性物质脱落，同时由于活性物质体积的增加，会使活性物质孔隙率降低，导 致正极板化成时产生的氧气不容易传送到极板表面逸出，而是在极板内部积累产生压力， 运种带有压力的氧气从极板内部克服孔隙中液体的阻力，向极板表面移动时具有冲刷作 用，促进了活性物质的脱落。在负极板中由于过量的游离铅高分散性地隐含在电化反应生 成的海绵状铅中，使活性物质不能形成质地均匀的物相，导致活性物质结构松散，强度差， 容易脱落。
[0024]为了将游离态的铅氧化成氧化铅(PbO),需要有水的催化作用，否则干燥的金属铅 很难被氧化成氧化铅(PbO)。传统固化工艺正是考虑运一点，将湿度一直控制在90%~100% RH,极群或极群组在高湿环境下保持2地。运样导致的直接问题是极板中的PbO会溶解进入 隔板，使AGM隔板处于碱性环境，溶解变成胶状物质，但是目前常规使用的AGM隔板均为酸性 环境设计，耐酸性能好，但却不耐碱，特别是PH值达到9.3W后AGM玻璃纤维大量溶解变成胶 状物质，干燥后粉化或变成一层高内阻阻挡层，不仅吸酸保酸能力降低，而且增大了电池内 阻，降低电池性能。
[0025] 为了确定阶梯降湿与固化时间的最佳数值范围，申请人在阶梯降低湿度的固化室 中，每隔1小时取中间部位的极板进行成分分析和水分化验，发现在同样的固化溫度下，固 化干燥4小时后，极板中的游离铅已经小于或等于6%;6小时后，极板中的游离铅已经小于或 等于3%; 8小时后，极板中的游离铅已经小于或等于2%。通常认为，正极板中的游离铅小于 或等于2%，负极板中的游离铅小于或等于4%就已经能够满足基本的工艺要求。正极板比负 极板的要求高是因为游离铅在正极板中起到的危害要大于负极板，且正极板是影响蓄电池 初期容量与寿命的主要部件，需要严格控制。
[0026]从实验的结果来看，游离铅